差示掃描量熱儀，測試中的規(guī)范性應用及其分析
時間：2022-10-13 14:48 點擊次數(shù)：80
相變材料（Phase Change Materials，PCM）在相變過程中能吸收或釋放出大量的潛熱。復合相變材料（PCMs）是一種熱功能復合材料，是將相變材料與不同應用背景的載體進行復合，并將能量以相變潛熱的形式儲存在復合載體內，實現(xiàn)能量在不同時空位置之間的轉換。
在相變過程中，PCMs與環(huán)境進行熱量交換來達到控制環(huán)境溫度和能量利用的目的。與顯熱儲能相比，相變儲能具有儲能密度高、體積小巧、溫度控制恒定、節(jié)能效果顯著、相變溫度選擇范圍寬、易于控制等優(yōu)點，在航空航天、太陽能利用、采暖和空調、供電系統(tǒng)優(yōu)化、醫(yī)學工程、軍事工程、儲熱建筑和極端環(huán)境服裝等眾多領域具有重要的應用價值和廣闊的前景。
由于PCMs在應用中的重要邊界條件是溫度，所以對PCMs熱性能的了解在設計和應用中非常必要，相應的對于這些材料的測試評價則顯著十分重要。PCMs的重要性能參數(shù)主要由比熱容、導熱系數(shù)、密度和粘度等參數(shù)隨溫度的變化關系，所有這些參數(shù)是確定熱管理系統(tǒng)尺寸或為相關功能性組件開發(fā)的必要條件。模擬技術也常被用來分析各種應用或組件與熱管理系統(tǒng)的相互作用關系，如果所采用的材料性能數(shù)據(jù)不能用正確的測試方法來描述材料的行為，那這些模擬分析將沒有價值，因此需要準確可靠的材料性能測試評價結果。同時在分析、模擬和試驗表征過程中，對于PCMs可以按復合結構形式分為三級：
（1）材料級（各種液體、粉體、顆粒和微膠囊形式的PCM）。
（2）系統(tǒng)級（各種裝配有相變材料的部件和系統(tǒng)，如各種PCMs板材、封裝PCMs的泡沫材料等）。
（3）整體級（各種含有PCMs系統(tǒng)部件的建筑墻體、儲能裝置等）。
對于材料級的PCM熱性能評價采用了各種比較成熟的熱分析技術，長期以來可用于材料級PCM評價唯一現(xiàn)成的熱試驗方法分別是差熱分析（DTA）和差示掃描量熱法（DSC），上述兩種技術都被認為是測試PCM熱性能的標準工具，特別是后者DSC方法，這似乎意味著測試PCM性能參數(shù)非常簡單。但實際上不同的測試方法和技術途徑會對測試結果帶來嚴重影響，圖11給出一個采用不同加熱速率的DSC測試例子，可見不同加熱速率導致不同的曲線形狀和測試結果。
由此帶來的問題是：哪一個是正確測量？這還僅僅是一個例子，而在原理上對于PCMs熱性能參數(shù)的測量都以相同方式或多或少都依賴于所采用的檢測步驟，那么對所有檢測而言都存在測試的正確性問題。
